Membranventil. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Membranventil mit einer an ihrem Rand ein gespannten gummielastischen Membran und einem ebenfalls gummielastischen, den Schliess druck eines Ventilkolbens auf die Membran übertragenden Organ.
Es sind bereits Membranventile bekannt, bei welchen der Schliess- oder Dichtungsdruck durch ein gummielastisches Übertragungs organ auf die ebenfalls gummielastische Mem bran übertragen wird, wodurch eine direkte Berührung von Metallteilen mit derselben, ausgenommen wenn das Ventil geschlossen ist, vermieden wird.
Die erwähnte Ausbildung der Ventile hat aber anderseits den Nachteil, dass die Mein- brau in Schliessstellung mit einem grossen Teil ihrer nicht eingespannten' Fläche auf dem Ventilsitz aufliegt, da das Druckübertra- gungsorgan in seiner Form der Oberfläche des Ventilsitzes angepasst ist. Dadurch wird der Schliessdruck auf die ganze Membran fläehe verteilt, und die kleinen Unebenheiten des meist aus Gusseisen hergestellten Ventil sitzes beeinträchtigen eine einwandfreie Ab dichtung.
Zudem kommt es bei Ventilen, welche stark wechselnden Drücken und oft sogar Unterdrücken in der Ventilleitung ausgesetzt sind, vor, dass die gummielastische Membran durch den Unterdruck teilweise in den einen Leitungsansatz eingesogen wird, wodurch sie ihre Elastizität mit der Zeit verliert und eine gewellte Oberfläche behält, was zur Verklei- nerung des Durchflussquerschnittes und zu einem sogenannten Flattern der Membran bei bestimmten Drosselstellungen des Ventils führt.
Gemäss der Erfindung werden diese Nach teile dadurch beseitigt, dass die Membran am Ventilkolben aufgehängt ist, dass das den Schliessdruck übertragende Organ als eine quer zur Durchflussrichtung der Flüssigkeit angeordnete gummielastische Leiste ausgebil det ist und dass an der vom Ventilsitz abge kehrten Seite der Membran eine separate, nicht dehnbare Stützmembran vorgesehen ist.
Durch die Aufhängung der Flüssigkeits membran am Ventilkolben kann ein einwand freies Abheben derselben vom Ventilsitz er reicht werden.
Die Druckübertragungsleiste besteht, wie die Membran selbst, vorzugsweise. aus Gummi. Zweckmässig erfolgt die Aufhängung der Membran mittels einer. oder, je nach Grösse des Durchflussquerschnittes, mehreren Auf hängelaschen, welche ihrerseits mittels je eines leicht herausschiebbaren Bolzens mit dem Ventilkolben verbünden sind, so dass die Membran leicht und ohne besonderes Werk zeug ausgewechselt werden kann.
Auf beiliegender Zeichnung sind zwei Aus führungsbeispiele eines erfindungsgemässen Membranventils dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine erste Ausführungsform mit einer Aufhängelasche im vertikalen Axial schnitt, Fig. 2 einen gegenüber Pig.1 um 90 ver setzten Schnitt durch den Ventilkolben mit an demselben befestigter Membran und Druck übertragungsleiste, Fig. 3 eine Membran mit Aufhängelasche im Schrägbild und Fig.4 eine zweite,
zwei Aufhängelaschen <B>i</B> aufweisende Ausführungsform im vertikalen Axialsehnitt.
Mit 1 ist der untere Gehäuseteil des Ven tils bezeichnet, der zwei Endflanschen 2 für den Anschluss des Ventils an je einer Rohr leitung und einen diese Endflanschen verbin denden, geradlinig verlaufenden Durchström- kanal 3 aufweist, , welcher sich in der Mitte zu einem die Form einer Kugelschalenfläche aufweisenden, im untern Gehäuseteil 1 ange ordneten Ventilsitz 4 erweitert.
Im obern Ge häuseteil 1a ist ein durch eine Spindel 5 mit Handrad 6 auf- und abwärts bewegbarer Ven tilkolben 7 gleitbar gelagert, indem er seit liche, in seiner Bewegungsrichtung verlau fende NTuten 8 aufweist, welche zum Zusam menwirken mit entsprechenden Führungsrip pen 9 an der Innenwand des obern Gehäuse teils la bestimmt sind, wodurch der Kolben gegen Verdrehen gesichert ist.
Der Kolben 7 (Fug. 2) ist im wesentlichen halbkugelförmig und weist eine quer zur. Durchflussrichtimg des Ventils verlaufende, im Querschnitt trapezförmige Nute 10 auf, in welche eine im Querschnitt trapezförmige Gummileiste 11 (Fig.1, 2, 4) eingelassen ist, die durch die ihr innewohnende elastische Kraft in der Nute 10 festgehalten wird.
Die Gummileiste 11 überträgt den Schliessdruck vom Kolben 7 auf die Membran 12, welche ebenfalls aus Gummi besteht und an ihrem Rand mittels vier über den Umfang verteilter Schrauben, welche Schrauben zugleich zur Befestigung des obern Gehäuseteils 1a am untern Gehäuseteil 1 dienen, zwischen diesen beiden Teilen eingespannt ist.
Die Membran 12 bildet mit einer ebenfalls aus Gummi bestehenden, mit ihr gemeinsam vulkanisierten Aufhängelasche 13 (Fug. 3) eine Einheit. Die Lasche 13 ragt in eine Aus sparung 14 des Kolbens hinein und ist mit diesem durch einen leicht herausschiebbaren Bolzen 15 verbunden (Fig. 2). Nebst einer Durchtrittsöffnimg 16 für diesen Bolzen 15 besitzt die Lasche 1.3 eine Aussparung 17 zur Durchführung der Gummileiste 11, welche mit der Membran 12 somit in unmittelbarer Berührung steht.
Durch diese Ausbildung der mit dem Kolben verbundenen Gummileiste 11 wird erreicht, dass der Bolzen 15 durch die in der Nute 10 eingelassene Leiste 11 gegen eine unbeabsichtigte Verschiebung gesichert ist, aber nach Herausnehmen der Leiste 11 ohne weitere Hilfsmittel herausgeschoben wer den kann, wodurch ein rasches und leichtes Auswechseln der Membran 12 ermöglicht wird.
Mit 18 .ist eine relativ zur Membran 12 dünne, nicht dehnbare Stützmembran aus einem säurebeständigen Kunstfaserstoff, z. B. Nylon oder dergleichen, bezeichnet, welche die Membran 12 in jeder Drosselstellung des Ven tils abstützt, das heisst ein Ausweichen der selben in den zwischen Kolben 7 und Gehäuse oberteil 1a freibleibenden Ringraum bei gro ssem Flüssigkeitsdruck verhindert. Die Stütz membran 18 ist an ihrem Rand zwischen der Membran 12 und dem obern Gehäuseteil 1a eingespannt und weist eine Aussparung für den Durchtritt der Aufhängelasche 13 auf.
Da die Stützmembran nicht dehnbar ist, wird ihre Flächenausdehnung auf Grund der Form der giunmielastisehen Membran in Schliessstel lung des Ventils bestimmt, das heisst ihre Form stimmt mit derjenigen der obern Fläche der Membran bei geschlossenem Ventil über ein. Zwischen den beiden Membranen ist mit Vorteil eine Schicht aus Talgpulver einge streut, um die Reibung bei gegenseitigen Ver- schiebungen herabzusetzen.
Nach Fig. 4, welche ein Membranventil für grössere Durchflussquerschnitte darstellt., be sitzt die Membran 19 statt nur einer zwei Aufhängelaschen 20, wodurch ein einwand freies Abheben der grösseren Membran vom Ventilsitz auch bei erheblichem Unterdruck gewährleistet ist. Die Aufhängelaschen 20 sind je mit einem Bolzen 15 am Kolben gesichert, welcher dementsprechend zwei Aussparungen besitzt.
Die Membran 19 weist an ihrem Rand einen ringförmigen Wulst 21 auf; der zwecks besserer Verankerung im Hinblick auf die grossen wirksamen Flüssigkeitsdrücke in einer entsprechenden Ringnut 22 des obern Ge häuseteils 23 festgehalten ist. Im übrigen ent spricht dieses Ausführungsbeispiel in Aufbau und Wirkungsweise dem in den Fig.1 bis 3 dargestellten.
Statt zweier können auch vier oder mehr Aufhängelaschen vorgesehen sein, je nach der Grösse der nicht eingespannten Membran fläche und der auftretenden Flüssigkeits drücke. Die Membran kann aus einer Gummi platte ausgeschnitten und in ihrer Stärke der Ventilgrösse und dem Durchflussgut angepasst sein.
Zur Herabsetzung der Spindelreibung kann die Spindel bei grösseren Ventilen mit einem Kugellager ausgerüstet sein. Anstatt durch eine Schraubspindel von Hand kann das Verstellen des Ventilkolbens auch hydrau lisch oder pneumatisch oder auch mittels re- versierbarer Servoelektromotorenerfolgen.
Diaphragm valve. The present invention relates to a diaphragm valve with a rubber-elastic membrane stretched at its edge and a likewise rubber-elastic organ that transmits the closing pressure of a valve piston to the membrane.
There are already membrane valves known in which the closing or sealing pressure is transmitted through a rubber-elastic transmission organ on the also rubber-elastic Mem brane, whereby direct contact of metal parts with the same, except when the valve is closed, is avoided.
On the other hand, the mentioned design of the valves has the disadvantage that the Meinbrau rests on the valve seat with a large part of its unrestrained surface in the closed position, since the shape of the pressure transmission element is adapted to the surface of the valve seat. As a result, the closing pressure is evenly distributed over the entire membrane, and the small bumps in the valve seat, usually made of cast iron, impair a proper seal.
In addition, in the case of valves that are exposed to strongly fluctuating pressures and often even negative pressures in the valve line, the rubber-elastic membrane is partially sucked into one of the line attachments by the negative pressure, whereby it loses its elasticity over time and retains a corrugated surface which leads to a reduction in the flow cross-section and to a so-called fluttering of the diaphragm at certain throttle positions of the valve.
According to the invention, these disadvantages are eliminated in that the membrane is suspended on the valve piston, that the organ transmitting the closing pressure is designed as a rubber-elastic strip arranged transversely to the direction of flow of the liquid and that a separate membrane is located on the side of the membrane facing away from the valve seat , non-stretchable support membrane is provided.
Due to the suspension of the liquid membrane on the valve piston, a perfect lifting of the same from the valve seat can be achieved.
The pressure transmission strip, like the membrane itself, is preferably made. made of rubber. The membrane is expediently suspended by means of a. or, depending on the size of the flow cross-section, several suspension brackets, which in turn are connected to the valve piston by means of a bolt that can be easily pushed out, so that the membrane can be easily replaced without any special tools.
In the accompanying drawing, two exemplary embodiments of a diaphragm valve according to the invention are shown. Shown are: Fig. 1 a first embodiment with a suspension tab in vertical axial section, Fig. 2 is a compared to Pig.1 by 90 ver set section through the valve piston with attached to the membrane and pressure transmission strip, Fig. 3 a membrane with a suspension tab in the Diagonal image and Fig. 4 a second,
Embodiment having two hanging tabs in a vertical axial section.
The lower housing part of the valve is designated by 1, which has two end flanges 2 for connecting the valve to a pipe and a straight through-flow channel 3 which connects these end flanges and which forms a shape in the middle a spherical shell surface having, in the lower housing part 1 arranged valve seat 4 expanded.
In the upper Ge housing part 1 a through a spindle 5 with handwheel 6 up and downwardly movable Ven tilkolben 7 is slidably mounted by having since Liche, in its direction of movement extending NTuten 8, which interact with the corresponding guide ribs 9 on the pen Inner wall of the upper housing part la are determined, whereby the piston is secured against rotation.
The piston 7 (Fug. 2) is substantially hemispherical and has a transverse to. Flow direction of the valve running trapezoidal in cross-section groove 10 into which a rubber strip 11 (FIGS. 1, 2, 4) with trapezoidal cross-section is embedded, which is held in the groove 10 by its inherent elastic force.
The rubber strip 11 transmits the closing pressure from the piston 7 to the membrane 12, which is also made of rubber and on its edge by means of four screws distributed over the circumference, which screws also serve to fasten the upper housing part 1a to the lower housing part 1, between these two parts is clamped.
The membrane 12 forms a unit with a suspension tab 13 which is also made of rubber and vulcanized with it (Fig. 3). The tab 13 protrudes into a recess 14 from the piston and is connected to this by an easily slidable bolt 15 (Fig. 2). In addition to a passage opening 16 for this bolt 15, the tab 1.3 has a recess 17 for the passage of the rubber strip 11, which is thus in direct contact with the membrane 12.
This design of the rubber strip 11 connected to the piston ensures that the bolt 15 is secured against unintentional displacement by the strip 11 embedded in the groove 10, but after removing the strip 11 it can be pushed out without any further aids, whereby a rapid and easy replacement of the membrane 12 is enabled.
At 18. Is a relative to the membrane 12 thin, inextensible support membrane made of an acid-resistant synthetic fiber, z. B. nylon or the like, referred to, which supports the membrane 12 in each throttle position of the Ven tils, that is, prevents the same in the upper part 1a between the piston 7 and the housing remaining free annular space at large liquid pressure. The support membrane 18 is clamped at its edge between the membrane 12 and the upper housing part 1 a and has a recess for the hanging bracket 13 to pass through.
Since the support membrane is not stretchable, its surface area is determined by the shape of the rubber-elastic membrane in the closed position of the valve, that is, its shape matches that of the upper surface of the membrane when the valve is closed. A layer of tallow powder is advantageously sprinkled between the two membranes in order to reduce the friction in the event of mutual displacement.
According to Fig. 4, which shows a diaphragm valve for larger flow cross-sections. Be seated the membrane 19 instead of just one two suspension tabs 20, whereby a perfect lifting of the larger membrane from the valve seat is guaranteed even with considerable negative pressure. The suspension lugs 20 are each secured with a bolt 15 on the piston, which accordingly has two recesses.
The membrane 19 has an annular bead 21 on its edge; which is held in a corresponding annular groove 22 of the upper housing part 23 for the purpose of better anchoring with regard to the large effective fluid pressures. Otherwise, this embodiment corresponds in structure and mode of operation to that shown in FIGS.
Instead of two, four or more hanging straps can be provided, depending on the size of the non-clamped membrane area and the liquid pressures that occur. The membrane can be cut out of a rubber plate and its thickness can be adapted to the valve size and the material flowing through.
For larger valves, the spindle can be equipped with a ball bearing to reduce the spindle friction. Instead of using a screw spindle by hand, the valve piston can also be adjusted hydraulically or pneumatically or by means of reversible servo-electric motors.